현실 혁신: 3D 프린팅 이정표와 2018년 혁신 기술

조지 오웰(George Orwell)과 올더스 헉슬리(Aldous Huxley)가 '빅 브라더'와 '소마'가 지배하는 미래를 상상했을 때, 적층 제조의 급속한 부상을 예측하지 못했습니다. 오늘날 3D 프린팅은 산업을 혁신하고, 폐기물을 줄이며, 비용을 절감하고, 한때 대규모 인프라가 필요했던 제품을 가능하게 합니다.

지금까지 이루어진 것들

3D 프린팅 건물

2015년 중국 기업 윈선(WinSun)이 산업 폐기물을 새로운 건축 자재로 재활용해 두 채의 실물 크기 건물을 프린팅했습니다. CAD 제어 익스트루더로 벽을 중공 지그재그 패턴으로 적층해 구조를 보강했습니다. 이 공정은 건설 폐기물 30-60%, 건축 기간 50-70%, 인건비 최대 80%를 절감했습니다.

프린팅 식품

과학자들이 분말 단백질, 탄수화물, 당을 결합해 3D 프린터로 단일 '밀 큐브(Meal Cube)'를 만들었습니다. 이 개념은 식사를 효율적이고 경제적으로 생산해 더 지속가능한 식품 시스템을 만드는 것을 목표로 합니다.

로봇 의수

4년 전 콜로라도 고등학생이 무료 온라인 3D 프린터만으로 완전 기능하는 의수 팔과 손을 제작했습니다. 이후 분야는 발전해 맞춤형 의수와 거의 완전한 기능을 제공합니다. 예를 들어 티타늄 분말 프린팅 턱뼈로 환자가 수술 후 몇 분 만에 정상적으로 말할 수 있게 되었습니다.

그 외 최근 경이로움으로는 3D 프린팅 총기, 해부학 의료 모델, 안면 보철물이 있습니다.

2018년 기대되는 것들

맞춤형 생산 소재

개인화는 이제 3D 프린팅의 핵심 역량입니다. 외과의사들은 이미 환자 맞춤형 뼈 교체 제작에 이 기술을 사용하며, 연구자들은 초강력, 유연, 투명한 소재인 그래핀을 실험하며 차세대 디바이스 잠재력을 입증하고 있습니다.

보스턴 기반 마크포지드(Markforged)는 복합 3D 프린팅을 출시해 뛰어난 강도의 도구와 제조 부품을 생산합니다. 그들의 메탈 X(Metal X) 시스템은 24시간 이내에 완전 기능하는 금속 부품을 프린팅해 제조업체의 시간과 비용을 절약합니다.

나노 프린팅

몇 원자 두께의 입자를 프린팅함으로써 나노 프린팅은 전자공학을 재정의할 수 있습니다. 현재 프로토타입은 고용량 배터리와 향상된 처리 능력으로 테스트 중입니다. 광학 분야에서 나노 센서(기존 부품보다 최대 100배 작음)는 망원경과 현미경 감도와 속도를 높일 수 있다고 나노웍(Nanowerk.com)은 전합니다.

스마트 로봇 팔

벨기에 학생들이 수화를 해석하고 번역하는 로봇 팔을 개발 중입니다. 초기 단계지만 프로토타입은 텍스트를 핑거 스펠링으로 변환할 수 있어 청각 장애인 커뮤니티에 유망한 도구를 제공합니다.

4D 프린팅

3D 프린팅을 기반으로 4D 프린팅은 제작 후 적응하는 소재를 도입합니다. 이 프로그래머블 매터(programmable matter)는 온도, 습도, 심지어 시간 같은 환경 트리거에 반응해 모양과 기능을 주문형으로 변형합니다.

3D 프린팅이 계속 진화함에 따라 2018년은 더욱 놀라운 돌파구를 약속합니다. 다음 혁신 물결을 목격하세요.